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《甲烷的性质》教学设计
【教材分析】
甲烷内容位于鲁科版化学·必修2第三章第一节,这是学生在高中阶段首次接触有机物结构与性质方面的内容。有机化学是化学学科的重要分支,烃是有机物的主体,而甲烷是烷烃的最简单且最典型的分子,从它可以类推烷烃的结构和性质,建立从结构角度学习有机物性质的学习模式,对它的充分理解将对后续的有机物学习产生极大的影响。因此,这节内容的学习尤为重要,利于培养学生正确的有机物学习方法。
【教学目标】
1.知识与技能
(1)了解甲烷的组成、结构、用途;
(2)掌握甲烷的化学性质;
(3)了解取代反应的概念;
(4)培养学生的逻辑思维和空间想象力;
2.过程与方法
(1)通过观察模型、播放甲烷发生取代反应的动画和实验,增强学生对抽象知识的理解。
(2)学生动手做模型,写结构式、电子式、化学方程式,探究实验,积极地参与学习过程。
(3)从结构的角度,渗透结构分析的观点,建立有机物“结构―性质―用途”的关系。
(4)了解有机化学研究的对象、目的、内容和方法,形成一定的分析和解决问题的能力。
3.情感、态度与价值观
(1)培养学生严谨、有序地分析问题、解决问题的科学态度及科学方法。
(2)通过图文并茂的展示和学生自己的动手实验,让他们真正感受其中的快乐,从而其激发浓厚的学习兴趣以及探索新知的愿望。
(3)锻炼学生透过现象揭示本质的能力,培养其环保意识及关心能源、社会问题的意识。
(4)与日常生活紧密结合,使学生了解有机物对于人类日常生活及身体健康的重要性。
【学情分析】
学生在初中化学中已经了解了关于甲烷的燃烧反应和一些主要的用途,因此在介绍这些知识时,要关注与已有知识的联系,从不同的角度引导学生积极地思考,帮助学生理解掌握。
学生已经掌握了化学键与物质结构理论的基本知识,可以在老师指导下,写出电子式。但学生的空间想象思维还相对较差,并且对比较抽象的原子结构和化学键知识理解不够透彻,因此要让学生在三维空间中对有机物分子真正了解,进而学习其化学性质,最终掌握有机化合物的学习方法。
【教学重点】
甲烷的结构模型、化学性质、取代反应。
【教学难点】
有机化合物立体结构模型的建立、取代反应
【课前准备】
(1)分组调查生活中的灶具和燃气热水器所使用的燃气种类,了解我国的天然气资源,“西气东输”工程及其意义。
(2)必要的实验仪器 (3)PPT等多媒体课件
教学流程设计
教学环节 |
教师活动 |
学生活动 |
设计意图 |
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引题 |
多媒体展示 :“西气东输路线图”,介绍神奇的可燃冰; |
观看,加深对天然气的认识 |
从感官方面激发学生的学习兴趣 |
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引入:从查找资料的过程中,大家都对天然气有了一定的了解,它的主要成分就是甲烷,想了解其中的秘密吗?那么请大家跟我一起进入甲烷的学习 |
倾听并联系已有知识 |
明确主要学习内容 |
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探究甲烷的组成及立体构型 |
组成探究 |
练习:实验已证实甲烷仅由碳、氢两种元素组成,其中质量分数C%=75%,H%=25%。请同学们推导出甲烷的化学式 |
计算写出甲烷化学式 |
由学生自己推导印象深刻,并锻炼其书写化学式的规范
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反馈:纠正化学式 |
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构型探究 |
过渡:了解了化学式之后,如何书写甲烷的电子式和结构式呢? |
联系已有的价键理论和结构理论书写
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巩固已有知识,为学习立体构型做铺垫 |
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评价:给出正确的结果 |
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设疑:从结构式中,我们能发现甲烷的成键有什么特点呢? |
思考,可能答案:碳为中心,与四个氢原子位于四角,与其形成共价键,键长相等 |
给学生提供思考的方向,使其有据可依 |
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引导:下面,开动大家灵巧的双手设计模型来展示它的结构,请三位同学上讲台来进行个小比赛,其余同学在下面搭,看谁做得又快又好(实物设计模型:火柴—共价键,橡皮泥做成的颜色大小不同的球—氢、碳原子) |
思考、设计甲烷构型,并动手搭建 |
激发学生积极参与的兴趣,创造思维能力
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交流小结 |
交流讨论:找学生做评委,评价上面同学设计的优略,并展示自己的结构模型
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认真思考,提出自己的见解 可能的设计方案: 1、四边形模型 2、四面体模型 |
锻炼学生的逻辑思维及分析问题能力
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评价反馈:对典型的方案进行评价,分析对错原因,给表现突出的同学颁发小奖品 |
倾听,思考 |
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多媒体展示:甲烷的球棍与比例模型 |
认真观察,与自己所搭模型对比 |
给学生直观的感受,锻炼其空间思维能力 |
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板书:甲烷的结构特点、成键特点、电子式、结构式 |
领悟,记忆,整理笔记 |
为学生进一步学习打下基础
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过渡:我们已经充分认识了甲烷的结构特点,大家都知道内因决定外因,结构决定性质,下外我们将进一步学习甲烷的性质 |
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甲烷的物理性质 |
从颜色、气味、可燃性、密度等方面板书介绍 |
了解甲烷的物理性质并联系已学气体比较记忆 |
让学生对甲烷有初步认识 |
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甲烷的化学性质
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探究可燃性
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提出问题 |
大家通过调查都已经知道甲烷是燃气的主要成分,可以燃烧,那么如何确定燃烧产物呢?
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倾听,思考
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设计实验方案 |
引导:你能否通过设计实验来验证呢?(分组进行设计实验方案) |
思考,研究实验方案 |
激发学生思考、辩论、研究问题的求知欲,实验技能的进一步提高 |
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交流:小组交流方案 |
交流得到可能的方案: 1、点燃纯净甲烷气体,将燃烧产物依次通过无水硫酸铜和澄清石灰水,观察现象。 2、点燃纯净的甲烷,将燃烧产物依次通过浓硫酸和澄清的石灰水,观察现象 3、点燃纯净的甲烷气体,在其火焰上方罩一只干燥的小烧杯,观察;另取一只蘸有澄清石灰水的小烧杯,观察。 4、燃烧质量确定的纯净甲烷气体,产物通过碱石灰,计算其增重量从而确定燃烧产物 |
培养学生的团结协作意识 |
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评价反馈:从方案的安全性、简便性、可行性等方面考虑引导学生选出最佳方案。 |
培养学生多角度、综合分析问题的能力 |
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实验探究 |
指导实验:要求学生分组操作设计实验方案1、3,观察实验现象归纳甲烷的燃烧现象及产物。 实验前提出注意事项,实验中走动指导 |
操作、观察并记录实验现象 |
锻炼学生的实验操作技能,观察能力 |
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交流小结 |
指导:引导学生分组汇报现象,得出结论,并予以反馈 |
派代表汇报实验现象及结论 |
锻炼学生解决问题的能力 |
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归纳:书写反应化学方程式 |
CH4+2O2 CO2+ 2H2O Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2O |
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迁移拓展 |
设疑:如何鉴别甲烷、一氧化碳、氢气三种无色气体? |
联系甲烷燃烧产物的鉴定,进行分析,得出正确方法 |
让学生学会举一反三,运用已有知识迁移应用 |
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拓展:学生思考回答P60“迁移·应用” |
认真阅读“迁移·应用”,思考得出使煤矿内通风良好,定期的检查甲烷的含量等结论 |
培养学生解决实际问题的能力,以及学生的安全意识 |
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与氯气的反应 |
提出新问题 |
过渡:除了可以进行燃烧之外,甲烷还具有什么其他性质呢?请看大屏幕 |
思考 |
引出与氯气的反应 |
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实验 |
多媒体展示:播放甲烷与氯气反应FLASH动画 |
观看动画,记录实验现象 |
以动画形式生动教学内容,提高学习兴趣 |
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指导观察:观察实验现象,分析可以得出哪些与实验有关的信息? |
汇报观察到的信息,给出合理解释 |
训练学生观察、分析、归纳总结能力 |
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板书:(小结) 颜色变浅:说明氯气参与了反应 水位上升:说明气体体积减小 有油滴出现:说明新的有机化合物的生成 |
思考,记录笔记 |
给学生一个整体印象锻炼他们归纳信息和寻找原因的方法。 |
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探究取代反应 |
多媒体展示:播放甲烷与氯气发生取代反应时结构变化的动画,引导学生观察结构的变化,写出化学方程式 |
观看动画,分析思考方程式 |
给学生一种直观的感觉,提示其写出方程式 |
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板书:
CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
CH3Cl +Cl2 CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+ Cl2 CHCl3+HCl CHCl3+ Cl2 CCl4+HCl |
对比,纠正自己的方程式 |
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过渡:根据甲烷的反应基理,总结取代反应的概念 |
思考,概括 |
让学生透过现象看本质,学会如何提炼 |
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小结:取代反应与置换反应的区别于联系 |
归纳、比较 |
让学生从深一层次进一步了解取代反应,学会联系与比较的分析方法 |
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知识拓展 |
甲烷以及氯代物的性质和应用 |
联系生活常识,阅读课本,看老师的展示 |
锻炼学生学习的整体性、持续性;并渗透环保、能源问题,使学生关注社会。 |
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多媒体展示:PPT展示甲烷的热解反应 |
观看,并分析可能的产物及反应类型 |
展示甲烷的另一反应类型,使学生对甲烷的认识更全面 |
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演示实验:甲烷通入盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中 |
观察现象,联系甲烷性质 |
揭示甲烷化学性质的相对稳定性 |
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课堂总结 |
提问:你从这节课的学习中有什么收获? |
认真思考 |
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多媒体展示:整体知识框架及教学重点,学习方法 |
记忆,整理笔记 |
建立学习有机化和物的系统学习方法 |
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习题: |
记录习题,便于课下做 |
巩固知识 |
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【板书设计】
一、甲烷的结构
二、甲烷的性质
物理性质:甲烷是无色、无臭的气体,密度是0.717g/L(标准状况),极难溶于水。
化学性质:通常情况下,甲烷稳定,如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应,如可以燃烧和发生取代反应等。
1. 甲烷的氧化反应
2.甲烷的取代反应
【课堂精练】
1.下列物质不属于有机物的是( )
A.CH3COOH B.CaCO3 C.C2H5OH D.CCl4
2.下列物质在一定条件下可与CH4发生取代反应的是( )
A.氧气 B.溴水 C.氯气 D.酸性高锰酸钾溶液
3.甲烷在氧气中燃烧后生成二氧化碳和水,从该实验事实可以得出的结论是( )
A.甲烷的分子式是CH4 B.甲烷中含有碳元素和氢元素
C.甲烷只含碳元素和氢元素 D.甲烷的化学性质比较稳定
4.常温下,把一个盛有一定量甲烷和氯气的密闭玻璃容器放在光亮的地方,两种气体发生反应,下列叙述中不正确的是( )
A.容器内原子总数不变 B.容器内压强不变
C.容器内分子总数不变 D.发生的反应属于取代反应
5.只含C、H两种元素的有机物CxHy,写出其完全燃烧的化学方程式
。
【高效训练】
一、选择题
1. 下列关于甲烷的说法正确的是( )
A.实验室可用排水法收集甲烷 B.只有纯净甲烷才能在空气中安静燃烧
C.甲烷与溴水发生取代反应 D.甲烷在空气中燃烧只生成二氧化碳和水
2.在下列反应中,光照对反应几乎无影响的是( )
A. H2与Cl2反应 B. Cl2与CH4反应
C. O2与CH4反应 D. HClO分解
3.下列关于有机物的说法正确的是( )
A. 有机物只能从动植物的有机体中提取
B. 所有的有机反应都比较复杂、缓慢,并且常伴随副反应的发生
C. 所有有机物都易用燃烧
D. 有机物都含有碳元素,但含碳化合物不一定是有机物
4.某种气体发生装置导出的气体为甲烷、一氧化碳、氢气中的一种。下列判断中正确的是( )
A.将气体通入酸性高锰酸钾溶液或溴水中,溶液颜色无变化莫测,该气体一定是甲烷
B.在导管口点燃该,该火焰呈蓝色,用干燥的烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁上有水珠生成,则该气体一定是甲烷
C.点燃该气体火焰呈蓝色,,用沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁上有白色物质生成,则该气体一定是甲烷
D.若上述B和C中的现象均能出现,则可判断该气体一定是甲烷
5.下列物质中,常温常压下为气态物质的是( )
A.一氯甲烷 B. 二氯甲烷 C. 三氯甲烷 D. 四氯甲烷
6.下列物质不能与Cl2发生取代反应的是( )
A.一氯甲烷 B. 二氯甲烷 C. 三氯甲烷 D. 四氯甲烷
7.下列反应属于取代反应的是( )
高温 |
一定条件 |
C. CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl D. CH3CH2Cl + H2O CH3CH2OH + HCl
8.1984年12月,印度博帕尔市的一家农药厂由于剧毒的MIC大量泄露,致使睡梦中的居民20多万人中毒,4万人重伤和2850人死亡。MIC的结构简式为H3C—N=C=O,它属于( )
A. 无机物 B.有机物 C.烃 D. 共价化合物
二、填空题
9.在光照条件下,将1甲烷与一定量氯气充分混合,经过一段时间,甲烷和氯气均无剩余,生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢
(1)若生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,则生成的混合物经水洗后所得气体在标准状况下的体积为 ;
(2)该反应中总共消耗的氯气的物质的量为 。
10. 将装有甲烷和氯气混合气体的三个集气瓶,用玻璃片盖好瓶口,分别作如下处理,各有怎样现象发生。
(1)① 置于黑暗中: ;
② 将点燃的镁条靠近集气瓶外壁: ;
③ 放在有光线的房子里 ;
(2)若要使0.5mol甲烷完全与氯气发生取代反应,并生成相同物质的量的4种取代产物,则需要氯气的物质的量为 。
2015年